第2章 金属切削的基本知识（课件）- 《机械加工技术（第2版)》同步教学（高教版·2009）

第二章 金属切削的基本知识 机械加工技术 2 第一节 切削运动和切削要素 主运动和进给运动是实现切削加工的基本运动，可以由刀具来完成，也可以由工件来完成；可以是直线运动（用T 表示），也可以是回转运动（用R 表示） 一、切削运动 主运动 —— 切削速度最高，消耗功率最大，只有一个 指直接切除工件上的余量形成加工表面的运动。主运动的速度即切削速度，用ν（m/s）表示。 进给运动——速度较低，消耗功率较小，可有一个或多个， 也可不存在 指为不断把余量投入切削的运动。进给运动的速度用进给量（ƒ—mm/r）或进给速度（νƒ —mm/min）表示。 机械加工技术 3 外圆表面加工方法 第一节 切削运动和切削要素 机械加工技术 4 二、工件加工表面 第一节 切削运动和切削要素 机械加工技术 5 三、切削用量 切削用量是指切削速度νc、进给量ƒ（或进给速度νƒ）和背吃刀量ap，三者又称为切削用量三要素。 切削刃相对于工件的主运动速度称为切削速度。 切削速度 vc 式中 n —— 主运动转速（r/s）； d —— 刀具或工件的最大直径（mm）。 若主运动为往复运动时，其平均速度为： 式中 nr —— 主运动每秒钟往复次数（str/s）； l —— 往复运动行程长度（mm）。 第一节 切削运动和切削要素 机械加工技术 三、切削用量 进给量 ƒ(vƒ) 工件或刀具每转一周时(或主运动一循环时)，两者沿进给方向上相对移动的距离，单位为mm/r。 对于多齿刀具还可用每齿进给量ƒz表示,单位为mm／min。若刀具齿数z为，则进给量与进给运动速度、每齿进给量的关系为： 6 第一节 切削运动和切削要素 机械加工技术 7 三、切削用量 7 主刀刃与工件切削表面接触长度在主运动方向及进给运动方向所组成的平面的法线方向上测量的值。 单位为mm。 背吃刀量 ap 式中：dw——工件待加工表面的直径； dm——工件已加工表面的直径。 第一节 切削运动和切削要素 机械加工技术 8 四、切削层参数 由切削刃正在切削的这一层金属叫作切削层。切削层的截面尺寸称为切削层参数。它决定了刀具切削部分所承受的负荷和切屑尺寸的大小，通常在基面Pr内度量。 切削厚度hD： 指在同一瞬间的切削层横截面积与其公称切削层宽度之比，单位：mm 切削面积AD： 指在给定瞬间，切削层在切削层尺寸平面里的实际横截面积，单位：mm2 切削宽度bD： 指在给定瞬间，在切削层尺寸平面中测量的作用主切削刃截形上两个极点间的距离，单位：mm 第一节 切削运动和切削要素 机械加工技术 9 切削厚度 切削宽度 切削层面积 第一节 切削运动和切削要素 机械加工技术 10 积屑瘤对切削过程的影响： 1. 代替刀具切削，保护刀具； 2. 增大前角，减小变形和力； 3. 产生过切及犁沟，精度↓； 4. 增大已加工表面粗糙度。 积屑瘤 积屑瘤：在速度不高切削塑性金属形成 带状切屑的情况下，滞流层金属粘接在前刀面上，形成硬度很高的硬块，称为积屑瘤。 滞留—粘接—长大 第二节 切削对加工表面的影响 机械加工技术 11 抑制或消除积屑瘤的措施： 􀂾采用低速或高速切削，由于切削速度是通过切削温度影响积屑瘤的，以切削45钢为例，在低速vc＜3m/min和较高速度vc≥60m/min范围内，摩擦系数都较小，故不易形成积屑瘤； 􀂾采用高润滑性的切削液，使摩擦和粘结减少； 􀂾适当减少进给量、增大刀具前角； 􀂾适当提高工件材料的硬度； 一般积屑瘤对切削加工过程的影响是不利的，在精加工时应尽可能避免积屑瘤的产生，但在粗加工时，有时可充分利用积屑瘤。 第二节 切削对加工表面的影响 机械加工技术 12 切削力 Fc —主切削力，与切削速度方向一致 Ff —进给力，与进给方向平行，车外圆时称为轴向力 Fp—背向力(切深抗力)，与进给方向垂直，又称径向 切削力的来源： 被切削材料的弹性、塑性变形抗力； 刀具与切屑、工件表面之间的摩擦力。 将切削合力F分解为三个互相垂直的分力Fc 、Ff 、Fp 第三节 切削力 机械加工技术 13 第三节 切削力 机械加工技术 14 （1）工件材料的影响 是系数CF 或单位切削力kc的体现，工件材料的强度、硬度、塑性和韧性越大，切削力越大。 （2）切削用量的影响 ap↑→Ac成正比↑， kc不变， ap的